DE19853708A1 - Tomograph with high spatial resolution - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Tomographen.The invention relates to a tomograph.
Ein Tomograph weist einen Tisch auf, auf den das zu messende Objekt, z. B. eine Ratte, eine Maus oder ein Mensch, plaziert wird. Der Tisch wird zusammen mit dem Objekt in das Innere des Tomographen hineingefahren. Im Inneren sind dann Detektoren entweder um das Objekt herum angeordnet oder Detektoren umkreisen das Objekt. Die Achse, um die die Detektoren herum angeordnet sind, bzw. die von Detektoren umkreist werden, liegt dann in der Ebene der Tischoberfläche.A tomograph has a table towards which it is facing measuring object, e.g. B. a rat, a mouse or a Human being placed. The table is together with the Object moved into the inside of the tomograph. Inside there are detectors either around the object arranged around or detectors circle the object. The axis around which the detectors are arranged or that are encircled by detectors is then in the level of the table surface.
Mit Hilfe der Detektoren werden zweidimensionale Auf nahmen aus verschiedenen Blickwinkeln gefertigt. Aus den zweidimensionalen Aufnahmen werden mit Hilfe mathe matischer Verfahren dreidimensionale Bilder rekonstru iert.With the help of the detectors two-dimensional on made from different angles. Out the two-dimensional images are made using math reconstruct three-dimensional images iert.
Bei einem Einzel-Photonen-Emissions-Tomographen (kurz SPECT), zum Beispiel bekannt aus "K. Jordan, Handbuch der medizinischen Radiologie, Nuklearmedizin, Teil 1B, Meßtechnik in der Emissions-Computertomographie, Seite 149-313, A. Springer Verlag, 1980", werden einem Objekt (Mensch, Tier, Prüfkörper oder auch Phantom genannt) ein radioaktiver Tracer (Radiopharmaka) injiziert, des sen dreidimensionale Verteilung anschließend durch die Detektoren in-vivo gemessen und schließlich mittels mehr oder weniger komplexer mathematischer Verfahren (Rekonstruktionsverfahren) berechnet wird. With a single photon emission tomograph (short SPECT), for example known from "K. Jordan, Handbuch Medical Radiology, Nuclear Medicine, Part 1B, Measurement technology in emission computed tomography, page 149-313, A. Springer Verlag, 1980 ", become an object (Human, animal, test specimen or also called phantom) a radioactive tracer (radiopharmaceuticals) is injected then three-dimensional distribution through the Detectors measured in vivo and finally using more or less complex mathematical processes (Reconstruction method) is calculated.
Weitere Arten der Tomographie sind bekannt, so zum Bei spiel die Röntgen-, Kernspin- oder Positronen- Emissions-Tomographie.Other types of tomography are known, for example play the x-ray, nuclear spin or positron Emission tomography.
Einen Spezialfall des SPECT stellt die Szintimammogra phie dar, bei der eine Patientin auf einen als Liege ausgestalteten Tisch gelegt und dieser in den Tomogra phen hineingefahren wird. Die Detektoren sind dann ro tationssymmetrisch um den Körper der Patientin angeord net.A special case of the SPECT is the scintimammogra phie represents a patient on one as a couch designed table and this in the tomogra phen is driven in. The detectors are then ro arranged symmetrically around the patient's body net.
Nachteilhaft bei der bekannten Szintimammograhpie ist, daß nicht nur aus der Brust der Frau stammende Strah lung von den Detektoren gemessen werden, sondern auch ein großer Anteil an Streustrahlung. Die Streustrahlung stammt insbesondere vom Herzen, von der Leber sowie vom Brustkorb (Thoraxwand). Die Streustrahlung beeinträch tigt die Qualität der Messung und verhindert bessere Ortsauflösung.A disadvantage of the known scintimammography is that not only the streak coming from the breast of the woman tion can be measured by the detectors, but also a large proportion of scattered radiation. The scattered radiation comes especially from the heart, from the liver and from Chest (chest wall). The scattered radiation would impair the quality of the measurement and prevents better ones Spatial resolution.
Bei der bekannten Szintimammograhpie befinden sich fer ner die Detektoren in einem relativ großen Abstand vom eigentlichen Meßobjekt, also von der Brust der Frau (Mamma). Der große Abstand der Detektoren führt zu wei teren Meßungenauigkeiten.In the known scintimammography, there are fer ner the detectors at a relatively large distance from actual measurement object, i.e. from the breast of the woman (Mom). The large distance between the detectors leads to white tere measurement inaccuracies.
Bei einer anderen Form einer Untersuchung mit einem Einzel-Photonen-Emissions-Tomographen wird statt einer Liege für einen menschlichen Patienten ein sogenannter Dreiachsentisch vorgesehen. Mit Hilfe des Dreiachsenti sches werden kleinere Objekte, wie Ratten oder Mäuse, in den Tomographen hineingefahren. Die Oberfläche des Dreiachsentisches kann in drei Dimensionen bewegt wer den. Er wird von vorne in das Innere des Tomographen hineingeschoben, d. h. er wird von der Seite hineinge schoben, an der sich die Steuerelemente für den Drei achsentisch befinden.Another form of examination with a Single photon emission tomograph is used instead of one A so-called for a human patient Three-axis table provided. With the help of the triaxial axis small objects like rats or mice into the tomograph. The surface of the Three-axis tables can be moved in three dimensions the. It is viewed from the front inside the tomograph pushed in, d. H. he will go in from the side pushed to the controls for the three axis table.
Nachteilhaft erschwert sich bei der vorgenannten Posi tion des Dreiachsentisches (d. h. Standort vor dem To mographen) die exakte Ausrichtung des Objektes im Tomo graphen. Das Ausrichtung ist deshalb aufwendig und zei tintensiv.A disadvantage is made more difficult with the aforementioned item tion of the three-axis table (i.e. location in front of the To mographen) the exact alignment of the object in the tomo graphs. The alignment is therefore complex and time-consuming ink-intensive.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Tomogra phen, bei dem höhere Ortsauflösungen, insbesondere bei der Szintimammographie im Vergleich zum Stand der Tech nik möglich sind.The object of the invention is to create a tomogra phen, where higher resolutions, especially at scinti mammography compared to the state of the art are not possible.
Die Aufgabe wird durch einen Tomographen mit den Merk malen des Anspruchs 1 gelöst. Varteilhafte Ausge staltungen ergeben sich aus den rückbezogenen Ansprü chen.The task is carried out by a tomograph with the mark paint the claim 1 solved. Varied Ausge Events result from the related claims chen.
Der anspruchsgemäße Tomograph weist Detektoren auf, die rotationssymmetrisch um eine Achse (Rotationsachse) an geordnet sind oder die um eine solche Achse ratieren. Die Ratationsachse verläuft im Unterschied zum Stand der Technik senkrecht zur Tischoberfläche des Tomogra phen. Zum Beispiel kann nun ausschließlich die Brust einer Frau entlang der Rotationsachse in der Detektor anordnung positioniert werden. Es ist so möglich, die Detektoren sehr nahe beim eigentlichen Meßobjekt zu plazieren. Höhere Ortsauflösungen werden so im Ver gleich zum Stand der Technik erzielt. The sophisticated tomograph has detectors that rotationally symmetrical about an axis (rotation axis) are ordered or that ratify about such an axis. The ratio axis runs in contrast to the status technology perpendicular to the table surface of the Tomogra phen. For example, only the chest can now a woman along the axis of rotation in the detector arrangement can be positioned. It is possible that Detectors very close to the actual target place. Higher spatial resolutions are so in Ver achieved right to the state of the art.
In einer varteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Tisch als horizontal angeordnete Patientenliege ausgestaltet. Die Liege weist in Brusthöhe wenigstens eine Öffnung (Loch) auf, durch die wenigstens eine weibliche Brust genau positioniert werden kann. Unter halb des Tisches befinden sich dann die Anordnung der Detektoren. Die Rotationsachse verläuft durch das Zen trum der Öffnung.In one advantageous embodiment of the invention the table as a horizontally arranged patient bed designed. The couch has at least chest height an opening (hole) through which at least one female breast can be positioned exactly. Under half of the table are then the arrangement of the Detectors. The axis of rotation runs through the zen the opening.
Die Patientin legt sich bei der vorgenannten Ausgestal tung in Bauchlage auf die Patientenliege. Die Brust reicht durch die Öffnung hindurch in die Detektoranord nung hinein. Die Detektoren werden sehr nahe an die Brust herangefahren, wobei die Brust schwerkraftbedingt in die Detektoranordnung hineinreicht. Die optimale Ausrichtung der Brust wird so auf besonders einfache Weise sichergestellt.The patient lies down in the aforementioned configuration prone on the patient bed. The breast extends through the opening into the detector arrangement into it. The detectors are very close to that Chest up, the chest due to gravity extends into the detector arrangement. The optimal one Chest alignment is particularly easy Way ensured.
Genaue ortsauflösende Messungen sind bei der vorgenann ten Anordnung insbesondere dann möglich, wenn nur eine Brust durch ein Loch hineinreicht. Die Detektoren kön nen dann sehr nahe an eine einzelne Brust herangefahren werden. Entsprechend verbesserte ortsauflösende Messun gen sind dann möglich.Accurate spatially resolving measurements are with the aforementioned th arrangement particularly possible if only one Chest reaches through a hole. The detectors can then very close to a single breast become. Correspondingly improved spatially resolving measurements conditions are then possible.
Die Tischoberfläche schirmt ferner Strahlung ab, die vom Brustkorb oder der Leber stammt. Vorteilhaft weist die Tischoberfläche daher abschirmende Materialien wie Blei auf. Die ortsauflösende Messung wird so weiter verbessert.The table surface also shields radiation that comes from the chest or liver. Advantageously points shielding materials such as the table surface Lead on. The spatially resolving measurement continues improved.
Die vom Herzen stammende Strahlung verläuft bei der Szintimammographie mit dem anspruchsgemäßen Tomographen parallel zur Ratationsachse. Sie gelangt daher nicht oder nur in einem geringen Umfang in die Detektoren, da diese senkrecht zur Rotationsachse ausgerichtet sind.The radiation from the heart runs through the Scintammammography with the sophisticated tomograph parallel to the ratio axis. Therefore, it does not come or only to a small extent in the detectors because these are aligned perpendicular to the axis of rotation.
Störende Strahlung aus umliegenden Körperregionen der Brust (insbesondere des Herzens, der Lunge und der Tho raxwand) werden in einer weiter verbesserten Ausgestal tung der Erfindung zusätzlich eliminiert, indem sich vor dem oder den Detektoren Parallellochkollimatoren befinden. Es werden dann im wesentlichen nur Photonen registriert, die senkrecht zur Rotationsachse verlau fen.Interfering radiation from surrounding areas of the body Chest (especially the heart, lungs and tho raxwand) will be in a further improved design tion of the invention additionally eliminated by parallel hole collimators in front of the detector or detectors are located. Then essentially only photons registered perpendicular to the axis of rotation fen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Er findung ist die Detektoranordnung klappbar zum Beispiel durch ein Scharnier befestigt. Die Detektoranordnung kann um 90° Winkel zwischen zwei Stellungen hin und her geklappt werden. So ist es möglich, zwischen einer Nor malstellung, die vom eingangs genannten Stand der Tech nik her bekannt ist, und einer Stellung für die erfin dungsgemäße Szintimammographie hin und her zu klappen. Dies ermöglicht den universellen Einsatz eines Tomo graphen für unterschiedliche Anwendungsfälle.In a further advantageous embodiment of the Er For example, the detector arrangement is foldable attached by a hinge. The detector arrangement can move back and forth by 90 ° between two positions be folded. So it is possible to distinguish between a nor painting, from the state of the art nik ago is known, and a position for the inventor to fold back and forth scintimammography according to the invention. This enables universal use of a Tomo graphs for different applications.
Die Detektoren können bei der vorgenannten Ausführungs form, wie vom Stand der Technik her bekannt, radial be wegt und so der Abstand zwischen Objekt und Detektoren minimiert werden.The detectors can in the aforementioned embodiment shape, as known from the prior art, be radial moves and so the distance between object and detectors be minimized.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung befindet sich ein Dreiachsentisch an der Hinterseite des Tomo graphen, also entgegengesetzt zu der Seite, an der die Steuerelemente für den Dreiachsentisch angebracht sind. Bei einer Tiermessung wird nun der Dreiachsentisch von hinten in das Innere des Tomographen hineingeschoben. Von vorne wird das Objekt, also eine Ratte oder eine Maus, auf die Tischplatte des Dreiachsentisches gelegt. In a further embodiment of the invention a three-axis table on the back of the Tomo graphs, i.e. opposite to the side on which the Controls for the three-axis table are attached. When measuring animals, the three-axis table from pushed into the back of the tomograph. From the front, the object, i.e. a rat or a Mouse, placed on the table top of the three-axis table.
Anschließend wird das Objekt mittels der Steuerelemente in die gewünschte Position gefahren. Der Dreiachsen tisch stört dabei nicht die Beobachtung. Vergleichswei se schnelle und einfache Positionierungen sind so mög lich. Hier erweist sich die flexible und modulare Bau weise des Tomographen als besonders vorteilhaft.Then the object is created using the controls moved to the desired position. The three-axis table does not disturb the observation. Comparative So quick and easy positioning is possible Lich. Here the flexible and modular construction proves itself way of the tomograph as particularly advantageous.
Die anspruchsgemäße Vorrichtung kann insbesondere für die Einzel-Photonen-Emissions-Computer-Tomographie (SPECT) oder für die Positronen-Emissions-Tomographie (PET) verwendet werden.The claimed device can in particular for single photon emission computed tomography (SPECT) or for positron emission tomography (PET) can be used.
In den Fig. 1a und 1b ist die Rotationseinheit in Varderansicht beziehungsweise in Seitenansicht darge stellt.In FIGS. 1a and 1b, the rotary unit in Varderansicht or represents in side view Darge.
Fig. 1a zeigt die Anordnung dreier SPECT-Detektoren, die um die Ratationsachse auf Linearantrieben positio niert sind. Sie bewirken die radiale Bewegungsfreiheit der Detektoren. Fig. 1a shows the arrangement of three SPECT detectors, which are positio ned about the ratio axis on linear drives. They give the detectors radial freedom of movement.
Die Rotationseinheit ist so ausgelegt, daß sie eine flexible Anzahl von 1 bis 8 Detektoren zuläßt. Bei Ver zicht der radialen Bewegungsfreiheit ist es möglich, einen Ring aus kleinen Detektoren um die Rotationsachse symmetrisch zu plazieren.The rotation unit is designed so that it is a allows a flexible number of 1 to 8 detectors. With Ver radial freedom of movement, it is possible a ring of small detectors around the axis of rotation to be placed symmetrically.
Fig. 1b stellt die Rotationseinheit in Seitenansicht dar. Die in ihr gezeigten Querverstrebungen sind paral lel zur Rotationsachse (Horizontale im Bild) verschieb bar, so daß Detektoren unterschiedlicher Größen inte griert werden können. Diese Flexibilität ermöglicht ei nen möglichst geringen Abstand der Detektoren vom Brustkorb der Frau bei der Szintimammographie. Fig. 1b shows the rotary unit in side view. The cross struts shown in it are parallel to the axis of rotation (horizontal in the picture) displaceable bar, so that detectors of different sizes can be integrated. This flexibility enables the smallest possible distance between the detectors and the woman's chest in scintiammography.
In der Fig. 2 ist das Zentralmodul der SPECT-Mechanik wiedergegeben. Die Figur veranschaulicht das mögliche Umklappen (kippbar bis zu 90°) zwischen einer Normal stellung und der anspruchsgemäßen Stellung der Rotati onsachse. Ferner kann die Höhe verstellt werden (Hub).The central module of the SPECT mechanism is shown in FIG . The figure illustrates the possible folding (tiltable up to 90 °) between a normal position and the demanding position of the rotary axis. The height can also be adjusted (stroke).
In der Fig. 3 wird ein modularer Aufbau der beschrie benen SPECT-Mechanik verdeutlicht. An das Zentralmodul aus Fig. 2 wird von hinten über eine Zustelleinheit ein 3-Achsen-Tisch angebracht, der einen Meßtisch für Tier- und Prüfkörper präzise verfährt.In Fig. 3, a modular structure of the described SPECT mechanism is illustrated. A 3-axis table is attached to the central module from FIG. 2 via an infeed unit, which moves a measuring table for animal and test specimens precisely.
Die Verbindung zwischen Zentralmodul und Zustelleinheit ist so beschaffen, daß sie je nach Bedarf einfach fi xiert und gelöst werden kann.The connection between the central module and the delivery unit is designed in such a way that it simply fi as needed can be fixed and solved.
Die flexible und modulare Bauweise der erfindungsgemä ßen Vorrichtung kommt insbesondere der zintimammogra phischen Aufnahmetechnik zugute, wie sie in Fig. 4 skizziert ist.The flexible and modular design of the device according to the invention particularly benefits the zintimammogra phic recording technology, as outlined in Fig. 4.
Die Rotationsachse ist nun um 90° zur üblichen Aufnah metechnik in die Vertikale gekippt. Die in Fig. 3 ge zeigte Zustelleinheit wurde entkoppelt und durch eine Patientenliege ersetzt. Man stellt sich die zu diagno stizierende Patientin auf der Liege in Bauchlage so vor, daß genau eine Brust durch eine Öffnung (Ausspa rung) im Untersuchungstisch (Patientenliege) in den To mographen hineinragt.The axis of rotation is now tilted 90 ° to the usual recording technology in the vertical. The delivery unit shown in FIG. 3 was decoupled and replaced by a patient couch. Imagine the patient to be diagnosed on the prone couch so that exactly one breast protrudes into the tomograph through an opening (recess) in the examination table (patient couch).
Claims (5)
- - mit einem fahrbaren Tisch, auf den das Meßobjekt Plaziert wird,
- - mit Detektoren, die rotationssymmetrisch oder ro tierbar im Inneren des Tomographen angeordnet sind,
- - mit Mitteln, die aus den mit den Detektoren gemes senen Werten ein dreidimensionales Bild rekonstruie ren, dadurch gekennzeichnet, daß
- - die Achse, um die die Detektoren senkrecht ange ordnet sind oder um die Detektoren rotieren, im we sentlichen senkrecht zur Oberfläche des Tisches an geordnet ist.
- - with a mobile table on which the test object is placed,
- with detectors that are arranged rotationally symmetrically or rotatably inside the tomograph,
- - With means that reconstruct a three-dimensional image from the values measured with the detectors, characterized in that
- - The axis about which the detectors are arranged vertically or rotate around the detectors, is arranged essentially in perpendicular to the surface of the table.
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| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
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